Analyse protéomique et métabolomique des cytosols de neutrophiles chez les patients atteints de mucoviscidose avant et après traitement par les nouveaux modulateurs de CFTR associant elexacaftor, tezacaftor et ivacaftor

Porteur du projet : Véronique WITKO-SARSAT

Contexte :
La mise à disposition des modulateurs de CFTR a permis une avancée thérapeutique majeure pour les patients atteints de mucoviscidose éligibles. Ces modulateurs de CFTR améliorent la fonction respiratoire et diminuent les exacerbations respiratoires chez les patients mucoviscidosiques. Les neutrophiles sont des cellules de l'immunité innée qui jouent un rôle majeur dans les mécanismes inflammatoires pulmonaires de la mucoviscidose. En libérant des oxydants et des protéases suite à leur activation par des agents bactériens, ils contribueraient à l’apparition de modification structurales bronchopulmonaires, en particulier les dilatations des bronches. Nous voulons étudier de façon approfondie l'effet des traitements par les modulateurs de CFTR sur les fonctions des neutrophiles chez les patients et identifier si le traitement par les modulateurs de CFTR a un effet bénéfique sur les neutrophiles et, le cas échéant, identifier les mécanismes qui sont en jeu.

Objectifs :
L’étude menée en collaboration avec le service de pneumologie de l’hôpital Cochin sous la direction du Pr Pierre-Régis Burgel a permis de prélever des patients atteints de mucoviscidose et d’isoler leurs neutrophiles avant l’initiation du traitement par Kaftrio et environ 2 mois plus tard sous Kaftrio. Si un certain nombre d’analyses ont été effectuées sur les neutrophiles fraichement isolés, nous souhaitons maintenant analyser de façon précise les modifications des neutrophiles chez ces patients après la prise du Kaftrio en identifiant les protéines et les petites molécules appelées métabolites qui constituent les neutrophiles et sont des marqueurs de leur fonctionnement. Nous allons réaliser un catalogue appelé "analyse protéomique" et "analyse métabolomique". Nous comparerons ce catalogue AVANT et APRES traitement chez chacun des patients traités. En identifiant les familles de protéines ou de métabolites nous allons identifier les voies métaboliques et les fonctions qui sont modifiées ou corrigées par le traitement et celles qui ne le sont pas. Ceci nous permettra dans le futur de cibler ces voies afin d’améliorer la prise en charge des patients.

Perspectives :
Les premières analyses des métabolites de neutrophiles sont à valider et approfondir, tout comme la recherche des voies de métabolisme associées. 

Les échantillons sélectionnés pour analyse protéomique seront envoyés à plateforme de protéomique de Cochin au début du mois de Mai. Les résultats obtenus seront analysés et associés à l’analyse métabolomique pour obtenir une vue détaillée des réseaux de protéines et métabolites associés qui varient dans la maladie et après traitement. Les métabolites et protéines qui varient pourront être validés par des techniques conventionnelles de laboratoire qui permettent de mesurer leur quantité et leur localisation dans les neutrophiles. Il sera également possible d’étudier l’interaction entre protéines par d’autres techniques.

Résultats obtenus :
L’analyse des fonctions des neutrophiles a été réalisée par diverses techniques : mesure de leur capacité à mourir par apoptose, essentielle au bon fonctionnement de la réponse immunitaire, ainsi que leur capacité à produire des espèces réactives de l’oxygène par un mécanisme appelé burst oxydatif, et le comptage de leur nombre dans le sang. Les résultats obtenus indiquent que leur capacité à mourir est diminuée dans la mucoviscidose non traitée et leur nombre est trop élevé. Ces anomalies sont partiellement corrigées par la prise du traitement. 

Les métabolites des neutrophiles ont été analysés pour des patients avant et après prise du traitement et pour des donneurs sains de l’EFS. Les premières analyses statistiques des résultats obtenus permettent d’identifier un certain nombre de métabolites qui sont moins présents dans les neutrophiles de patients atteints de mucoviscidose, dont certains sont corrigés après prise du traitement et d’autres non. Les échantillons pour l’analyse protéomique ont été selectionné selon divers critères cliniques et biologiques.